Dvigubas šviesos pobūdis
Klausimas, ar šviesą sudaro adalelių pluoštas arba tam tikras bangų judėjimo tipas dažnai buvo tiriamas mokslo istorijoje. Tarp korpusinių ląstelių šalininkų ir atsakovų šviesos teorija, įtakingiausias buvo neabejotinai Niutonas. Naudodamas pirmiau minėtą teoriją, jis galėjo paaiškinti atspindžio ir refrakcijos įstatymus. Nepaisant to, jo atsisakymas refrakcijos įstatymui buvo grindžiamas hipoteze, kad šviesa greičiau juda vandenyje arba stikle nei ore.
Po kurio laiko buvo įrodyta, kad hipotezė yraneteisinga. Pagrindiniai bangos šviesos teorijos šalininkai buvo Kristaus Huygens ir Robertas Hookas. Naudodamas savo pačių bangų sklidimo teoriją, Huygensas galėjo paaiškinti atspindį ir refrakciją, manydamas, kad šviesa važiuoja lėčiau stikle arba vandenyje nei ore. Niutonas suprato apie bangos šviesos teorijos privalumus, ypač todėl, kad paaiškino plonasluoksnes, kurias jis labai gerai ištyrė.
Neatlaikęs, jis atmetė bangos teorijąmatomas tiesinis šviesos plitimas. Jo metu šviesos spindulių difrakcija, leidžianti išvengti objektų, dar nebuvo pastebėta.
Newtono korpusinės šviesos teorija buvo priimtadaugiau nei šimtmetį. Po kurio laiko, 1801 m., Thomas Young atgaivino bangos šviesos teoriją. Jis buvo vienas iš pirmųjų mokslininkų, kurie suprato trukdžių idėją, kaip bangų reiškinį, esantį tiek šviesoje, tiek garse. Jo stebėjimai dėl šviesos sukeliamų trukdžių buvo aiškus jų bangos pobūdis.
Nepaisant to, „Young“ tyrimas nebuvo žinomasmokslo bendruomenę daugiau nei dešimt metų. Tikriausiai svarbiausias proveržis dėl bendro šviesos teorijos pripažinimo yra prancūzų fiziko Augustino Fresnelio (1782–1827), kuris atliko išsamius trikdžių ir difrakcijos eksperimentus. Jis taip pat sukūrė bangų teoriją, pagrįstą tvirtu matematiniu pagrindu. 1850 m. Jean Foucault matavo šviesos greitį vandenyje ir patikrino, ar jis yra lėčiau nei ore.
Taigi jis pagaliau sunaikino Niutono korpusinęšviesos teorija. 1860 m. James Clerk Maxwell paskelbė savo elektromagnetinę matematinę teoriją, kuri buvo prieš elektromagnetinių bangų egzistavimą. Šios bangos skleidžiamos apskaičiuotu greičiu per elektros ir magnetizmo įstatymus, kurių vertė buvo lygi 3 x 108 m / s, ta pati vertė, kaip šviesos greitis. Maxwello teoriją 1887 m. Patvirtino Hertz, kuris naudojo sureguliuotą elektros grandinę bangoms generuoti ir kitą panašią grandinę juos aptikti. Antroje XIX a. Pusėje Kirchoffas ir kiti mokslininkai taikė Maxvelo įstatymus, kad paaiškintų šviesos ir kitų elektromagnetinių bangų trukdžius ir difrakciją bei palaikytų patikimą matematiniu pagrindu empirinius „Huygens“ bangų konstrukcijos metodus.
Nors bangų teorija paprastai yra teisinga, kaiaprašoma šviesos sklaida (ir kitos elektromagnetinės bangos), ji nepavyksta, kai reikia paaiškinti kitas šviesos savybes, ypač šviesos sąveiką su medžiaga. Hertas, garsus eksperimentas 1887 m., Patvirtino Maxvelo bangos teoriją, ir jis taip pat atrado fotoelektrinį efektą. Toks efektas taip pat gali būti paaiškintas šviesos dalelių modeliu, nes Einšteinas pasirodė tik po kelerių metų. Tokiu būdu buvo įvestas naujas korpusinis šviesos modelis.
Šviesos dalelės yra žinomos kaip fotonai ir fotono energija E yra susijusi su šviesos bangos, susietos su garsiu Einšteino santykiu, dažnumu f. E = h · f (h = Plancko konstanta).
Visiškas šviesos dvejopo pobūdžio supratimasnebuvo pasiekta iki 20-ojo amžiaus 20-ojo amžiaus. Ekspertai, atlikę to meto mokslininkus (Davisson, Germer, Thompson ir kt.), Įrodė, kad elektronai (ir kitos „dalelės“) taip pat turėjo dvigubą pobūdį ir pateikė ne tik gerai žinomų dalelių savybių, bet ir interferencijos bei difrakcijos savybes.
Trumpai tariant, šiuolaikinė kvantinės mechanikos teorijašviesos spinduliuotė pripažįsta faktą, kad šviesa atrodo dvigubai. Viena vertus, šviesos sklidimo reiškiniai geriau paaiškina Maxvelo elektromagnetinę teoriją (elektromagnetinių bangų pagrindinė prigimtis). Kita vertus, abipusis šviesos ir medžiagos poveikis absorbcijos ir emisijos procesuose yra fotoelektrinis reiškinys (korpusinė liga).